(完整版)基于51单片机的红外遥控器解码设计毕业论文

第1章红外解码系统分析

第1节设计要求

整个控制系统的设计要求：被控设备的控制实时反应，从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s；整个系统的抗干扰能力强，防止误动作；整个系统的安装、操作简单，维护方便；成本低。

红外载波、编码电路设计要求：单片机定时器精确产生38KHz红外载波；根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。

红外解码电路设计要求：精确接收红外信号，并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理，最后输出TTL电平信号；对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。

设备扩展模块设计要求：直流控制交流；抗干扰能力强；反应迅速不产生误动作；能承受大电流冲击。

第2节总体设计方案

2.1 方案论证

驱动与开关

方案一：采用晶闸管直接驱动。

其优点是体积小，电路简单，外围元件少。但控制电流小，大电流晶闸管成本高，并且隔离性能差。

方案二：采用三极管驱动继电器。

其体积大，外围元件多。优点是控制电流大，隔离性能好。

根据实际情况，拟采用方案二。

2.2 总体设计框图

经过上述方案的分析选择，得出系统硬件由以下几部分组成：电视

红外遥控器，51单片机最小系统，接收放大于一体集成红外接收头，1602液晶显示驱动电路。

整体设计思路为：根据扫描到不同的按键值转至相对应的ROM表读取数据。确认设备及菜单选择键后AT89S2将从ROM读取出来的值，按照数据处理要求从P2.5输出控制脉冲与T0产生的38KHz的载波（周期是26.3μs）进行调制，经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS0038一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能。然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作，如图1-1所示。

图1-1 电路设计整体框图

第2章红外解码硬件电路设计

第1节单片机及其硬件电路设计

1.1 单片机的介绍

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8K 字节Flash，256字节RAM，32 位IO 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器计数器，一个6向量2级中断结构，全双工

串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

图2-1 AT89S52引脚图

1.2时钟电路及RC复位电路

AT89S52芯片内部有一高增益反相放大器，用于构成振荡器反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。在XTAL1、XTAL2（第19、18引脚）两端接一个石英晶体振荡器，和两个电容就构成了稳定自激谐振电路。晶振频率为11.0592MHz，C12、C13是两个瓷片电容，与晶振Y2构成了自激谐振电路。其电容的作用主要是对频率进行微调，一般取30～45pF左右。使用该电路可产生稳定的11.0592MHz频率，受外界的环境的干扰影响非常小。其接法如图2-2所示：

图2-2 晶振电路

复位是单片机初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键重新启动。

复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。本设计采用了按键手动复位方式。该复位电路如图2-3所示。

复位电路采用了按键与上电复位。上电与按键均可以有效复位。上电瞬间RST引脚获得高电平，单片机复位电路随着电容的C11的充电，RST引脚的高电平逐渐下降。RST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。按键复位是直接将高电平通过电阻R11、R10分压到达RESET引脚，实现复位操作。

图2-3复位电路图

第2节红外遥控器电路

2.1 采用TC9012芯片编码的遥控器

TC9012 是一块用于东芝系列红外遥控系统中的专用发射集成电路，采用CMOS 工艺制造。它可外接32 个按键，提供8 种用户编码，另外还具有3 种双重按键功能。TC9012 的管脚设置和外围应用线路都进行了高度优化，以配合PCB 的布图和低成本的要求。

图2-4 TC9012引脚图

低压CMOS 工艺制造，低功耗超小静态电流，低工作电压，精简条指令码，8 种用户编码可选择，TSOP-20、SOP20、COB 可选的封装形式。

应用范围：电视机、组合音响设备、录音卡座、VCD、DVD 播放机。

2.2 红外发射电路

将脉冲编码信号调制在载波振荡器产生的载波上（也称脉码调制），然后用这脉码调制信号去驱动红外发光二极管，以发出经过调制的红外光波，其红外遥控系统电路如图2-5所示。

图2-5红外遥控系统电路框图

通常，红外遥控器将遥控信号(二进制脉冲码)调制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。二进制脉冲码的形式有多种，其中最为常用的是PWM码(脉冲宽度调制码)和PPM码(脉冲位置调制码）。前者以宽脉冲表示1，窄脉冲表示0。后者脉冲宽度一样，但是码位的宽度不一样，码位宽的代表1，码位窄的代表0。脉宽为0.56ms、间隔0.565ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.56ms、间隔1.69ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。如图2-6示。本设计是以PPM码（脉冲位置调制码）对红外数据的发送进行论证。

图2-6 指令脉冲图

遥控编码脉冲信号是由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。引导码也叫起始码，由宽度为4.5ms的高电平和宽度为4.5ms的低电平组成（不同的红外家用设备在高低电平的宽度上有一定区别），用来标志遥控编码脉冲信号的开始。如图2-7所示。